含有5-氨基四唑的GAP/AN基推进剂的研究

为探索5-氨基四唑(5-AT)对推进剂性能的影响,采用浇铸工艺制备了含5-AT的聚叠氮基缩水甘油醚/硝酸铵(GAP/AN)基推进剂试样,通过最小自由能法计算了其能量性能,通过静态力学拉伸试验测试其力学性能,通过靶线法表征其燃烧性能,并测试了其机械感度。结果表明,5-AT的加入可以显著提高燃气中N_2的生成量,但当GAP/增塑剂(A3)的含量较大时,理论比冲及爆温均随着5-AT含量的增加逐渐减小;与GAP/AN推进剂相比,添加质量分数为10%的5-AT后,推进剂的燃速压力指数显著降低0.2,9 MPa下燃速提高了15.3%;推进剂断裂伸长率增加,但拉伸强度下降了57.7%,且机械感度升高。     

燃烧催化剂及降速剂对CMDB推进剂燃烧性能的影响

采用靶线法测试了6~17MPa奥克托今基复合改性双基推进剂(HMX-CMDB)的燃速,通过调节不同种类燃烧催化剂组合(铅盐、铜盐和炭黑)研究了催化剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响;通过调节不同降速剂的含量,研究了降速剂对HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,采用Φ-Pb、Sa-Cu和CB-1的催化剂组合,对推进剂燃速提高的催化效果最明显,15MPa下的燃速达到21.80mm/s;采用St-Pb、β-Cu和CB-2的催化剂组合,对抑制推进剂燃速提高效果较好,15MPa下燃速仅为9.43mm/s。通过加入降速剂,可以有效地降低HMX-CMDB推进剂的燃速,降速剂甘油三醋酸酯(TA)具有相对更好的降低燃速效果;蔗糖八醋酸酯(SOA)则具有更好的降低燃速压强指数效果。     

面向固体发动机动态燃速测试的碳纤维复合材料超声衰减特性

精确测量推进剂燃速是研究固体火箭发动机弹道性能的关键需求.利用超声波回波法对燃速动态测试是目前最先进的方法之一.针对测量过程中超声波通过碳纤维发动机外壳时衰减程度大的问题,通过分析碳纤维复合材料中的超声波传播和衰减特性,完善了超声波在碳纤维复合材料中的传输模型.采用200 kHz～2 MHz的超声波探头作为激励源,搭建了超声波衰减系数测试平台对2～7 cm厚度碳纤维复合材料样本进行验证.结果表明,对同一厚度的样品测试时,频率每增加100 K衰减系数增加0.108～0.187 dB,使用同一超声频率测试时,厚度每增加1 cm衰减系数增加0.529～0.815 dB.通过此衰减模型可以为超声波检测频率的选取提供参考,有效提升固体火箭发动机的燃速测试精度.     

纳米Cu对HTPB-AP推进剂性能的影响

为研究纳米铜Cu对丁羟推进剂性能的影响,制备了含纳米Cu的推进剂,作为比较,同时制备了含有纳米CuO的推进剂和空白推进剂试样。采用SEM和TG-DSC表征推进剂的形貌和热性能,采用靶线法测试推进剂的燃速,并拍摄推进剂的燃烧火焰。TG-DSC结果表明,纳米Cu和纳米CuO主要影响AP的高温热分解阶段,但是纳米CuO比纳米Cu对推进剂的热分解具有更好的催化作用。纳米Cu可使AP的终止热分解温度降低67.0 ℃,使推进剂的终止热分解温度降低24.7 ℃。燃速测试结果表明,纳米Cu和纳米CuO均可提高推进剂的燃速,但是纳米Cu对推进剂燃速的改善效果更显著。加入纳米Cu和纳米CuO后,推进剂在燃烧过程中均出现蓝色火焰。     

不同层状变燃速发射药药型的内弹道性能数值模拟

为研究药型对层状变燃速发射药内弹道性能的影响，基于经典内弹道理论建立了多种药型的层状变燃速发射药物理燃烧模型，并推导计算了对应的形状函数与燃气生成猛度表达式，通过VC++软件对在定容条件下的不同药型的层状变燃速发射药内弹道性能进行了数值计算。结果表明：圆饼与方片层状变燃速发射药的燃烧性能相似，且比两面包覆的矩形变燃速发射药燃烧性能好；对于长方体变燃速发射药四面包覆比两面包覆的燃气生成猛度有明显的提高。在12.7mm枪装填条件下，长方体四面包覆比两面包覆膛内最大压力和弹丸初速分别降低11.94%和2.39%。     

加速老化作用下发射药的内弹道性能研究

为研究发射药内弹道性能随着储存时间增长的变化,通过高温加速老化试验的方法模拟得到不同储存时间的发射药。利用密闭爆发器装置对不同老化时间下的11/7发射药、7/14发射药的内弹道参数进行测试,得到发射药燃烧过程中压强随时间以及燃速随压强的变化过程。试验结果表明随着老化时间的增长,发射药的最大膛压越高;发射药老化时间越长,在相同的压强下发射药燃速越大。但是不同老化时间发射药的最大膛压值及燃烧值相差幅度不大。     

短切碳纤维含量对Csf/Al2O3复合材料性能的影响

采用热压烧结法制备了短切碳纤维-氧化铝(Csf/Al2O3)复合材料,研究了短切碳纤维含量对该复合材料维氏硬度、抗弯强度及微波介电性能的影响.结果表明,热压烧结可以获得高致密度、高硬度的Csf/Al2O3复合材料.碳纤维的加入降低了氧化铝基体的抗弯强度,但随着碳纤维含量的增加,抗弯强度有增大的趋势,Csf/Al2O3复合材料复介电常数的实部与虚部也显著提高.     

高燃速功能材料对高能发射药性能的影响

为了研究一种具有高能、高燃速特性的新型发射药,在高能发射药的配方体系中添加了两种高燃速功能材料乙二胺-三乙烯二胺高氯酸盐(SY)和硝酸肼镍(NHN)。利用密闭爆发器试验研究高燃速功能材料对高能发射药燃速特性的影响规律,并考察其对高能、高燃速发射药综合性能的影响。采用中止燃烧试验和SEM探索了燃速提高的机理。结果表明,添加质量分数3%的SY或NHN可以有效地提高发射药的燃速,使燃速分别提高了31.8%、17.8%,SY对燃速的提高效果更为显著;高能、高燃速发射药的火药力为1 200 J/g左右,具有较高的能量特性;在20 ℃和－40 ℃下,NDCS-02(含SY)的抗冲强度分别为73.89 kJ/m²和7.12 kJ/m²,NDCN-02(含NHN)的抗冲击强度分别为未断和6.60 kJ/m²,力学性能优良;NDCS-02和NDCN-02的撞击感度分别为19.0、22.4 cm,摩擦感度分别为84%、90%,都可以满足应用要求;NDCS-02和NDCN-02化学安定性测试的放气量分别为1.15、1.79 mL/g,安定性较好。中止燃烧试验和SEM的测试结果表明,高燃速功能材料先于发射药基体燃烧,使燃烧过程中燃面增加,从而提高燃速。     

3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐在CMDB推进剂中的应用

以复合改性双基(CMDB)推进剂为基础,研究了3,5-二(硝氨基)-1,2,4-三唑肼盐(HDNAT)与推进剂主要组分间的相容性,以及用HDNAT替代推进剂中的RDX/HMX对推进剂燃烧性能的影响。结果表明,HDNAT与CMDB推进剂主要组分HMX、NC、NG、RDX相容性良好,与DINA相容性不佳,但由于配方中DINA的质量分数仅为3%~5%,HDNAT可安全应用于该类推进剂配方中;RDX-CMDB及HMX-CMDB推进剂中加入一定量HDNAT可大幅度提高燃速,其中HMX-CMDB推进剂中HDNAT质量分数达到20%时,10MPa燃速可突破40mm/s。     

复合有机酸铅对CMDB推进剂热分解及燃烧性能的影响

为研究新型燃烧催化剂复合有机酸铅(Mu-Pb)对改性双基（CMDB）推进剂的热分解和燃烧性能的影响,通过靶线法分析了添加Mu-Pb的HMX/Al-CMDB推进剂的热分解和燃烧特性;同时,采用差示量热扫描仪(DSC)进一步研究了Mu-Pb对CMDB推进剂及硝化棉（NC）/硝化甘油（NG）、奥克托今(HMX)热分解行为的影响。结果表明,一定压力区间内,随着Mu-Pb含量的增加,CMDB推进剂燃速有所升高,燃速压强指数n有降低趋势。当Mu-Pb质量分数由2%增加至4%时,10 MPa下CMDB推进剂的燃速提高了15%,且10~22 MPa时的n由0.67降低至0.40。Mu-Pb对CMDB推进剂热分解的两个阶段均有催化作用,因而可以提高推进剂的中、低压燃速,且其对第2阶段HMX的热分解促进作用更为显著,可以使HMX的热分解表观活化能Ea降低近70%,而对第1阶段NC/NG的Ea影响相对较小。     

硼系点火药的改性研究

研究了加入一定量黑火药的硼系点火药的燃烧性能及其对推进剂和气体发生剂的点火能力.实验表明,由70%B/KNO3和30%黑火药组成的新型硼系点火药B1,可以提高某些推进剂和气体发生剂的燃速和燃烧所达到的最大压力.     

碳纤维增强树脂基复合材料的性能研究

在酚醛树脂中分别加入（质量分数，下同）5%，10％，15％，20％，25％和30％的短切碳纤维，经过模压成型后，对其磨损性能、硬度、导电性能进行了测定。结果表明，随着碳纤维含量的增加，材料的耐磨性提高，但其提高幅度随着碳纤维含量的增加而减小，最后降低为零；材料的硬度随着碳纤维含量的增加开始增幅较小，当碳纤维含量〉10％时呈线性增加；材料的导电性能随着碳纤维含量增加而提高，电阻值下降与碳纤维的增加呈非线形关系，有一个约为15％的渗滤阀值；碳纤维含量〈15％时，电阻率很大，碳纤维含量15％时，电阻值突然变小，说明碳纤维含量〉15％时，复合材料具有一定的导电性能。     

短切碳纤维/环氧树脂复合材料的介电性能研究

以短切碳纤维为填充物,环氧树脂为基体,采用涂刷法制备了碳纤维/环氧树脂基复合材料,研究了短切碳纤维的分布、含量、长度对复合材料的复介电常数的影响。碳纤维在环氧树脂基体中呈二维随机分布,随着碳纤维含量的增加,碳纤维在基体中形成导电网络的能力明显增强。采用波导法测试了复合材料在2.6～18GHz频段内的复介电常数,结果表明,在该波段,复介电常数的实部和虚部都随纤维含量的增大而增大;随纤维长度的增大先增大后减小;并随频率的增大呈现明显的频响效应。     

液体燃料DMAZ的研究进展

N,N-二甲基-2-叠氮乙胺(DMAZ)具有无毒、密度大、生成焓高、燃速高、燃烧产物洁净等优点，是可替代肼类推进剂的新型液体燃料。综述了液体燃料DMAZ的合成、性能及应用研究进展。建议：加快DMAZ配方的应用研究，推动该材料在液体推进剂中的应用；开发DMAZ合成新工艺，解决目前几种工艺存在的收率低、安全风险高、工艺复杂的问题。     

液体燃料DMAZ的研究进展

N,N-二甲基-2-叠氮乙胺(DMAZ)具有无毒、密度大、生成焓高、燃速高、燃烧产物洁净等优点，是可替代肼类推进剂的新型液体燃料。综述了液体燃料DMAZ的合成、性能及应用研究进展。建议：加快DMAZ配方的应用研究，推动该材料在液体推进剂中的应用；开发DMAZ合成新工艺，解决目前几种工艺存在的收率低、安全风险高、工艺复杂的问题。     

短碳纤维／银基复合材料的研制及性能研究

本文研究了用粉末冶金法制备短切碳纤维／银基复合材料，对复合材料进行了物理、机械性能测试并应用于电触点进行了电寿命试验。结果表明，不同的制造工艺对复合材料的性能影响很大。通过对碳纤维表面预处理、造反正确的制造工艺可以制得性能优于银／石墨系列的短碳纤维／银基复合材料。     

超声波法测试固体火箭发动机燃速

为测量固体火箭发动机燃烧过程中推进剂燃速变化情况,组建可用于固体发动机地面试验特殊环境的超声波测量平台,应用超声波连续脉冲反射法测量,获得发动机不同界面的超声回波波形数据。通过设置区域增益并观察分析实验数据,从复杂的回波数据中提取出推进剂的厚度变化量,通过计算得到不同时刻推进剂的燃速。回波图可以清晰反映出推进剂端面的燃烧退移过程,进而可获得推进剂的燃烧规律。利用超声波法实现固体火箭发动机地面试验条件下推进剂燃速测量,测得实时连续的发动机燃速,可为固体火箭发动机结构设计及装药设计提供重要参数。     

前混合磨料水射流对HTPB推进剂的切割 工艺参数优化研究

利用前混合磨料水射流，对高、低两种燃速的HTPB推进剂开展切割试验，着重研究不同切割条件下工艺参数对切割效率的影响，进而为工艺参数优化提供理论依据。选取切割速度（v）、出口压力（p）、磨料浓度比（T）和靶距（L）4个工艺参数为主要影响因素，以最大切割深度（H）作为切割效率的衡量指标，分别通过单因素试验和正交试验进行分析，进而完成工艺参数的优化。试验结果表明，最大切割深度随切割速度的增加而减小，且单位时间内的切割面积存在最佳值；随着出口压力的增加，最大切割深度在特定范围内近似线性增加，并逐渐趋于平缓；磨料浓度比与靶距和最大切割深度均存在最佳对应关系。正交试验结果表明，切割速度对指标影响较为显著，靶距等3个工艺参数的影响相对较小。该研究可为前混合磨料水射流作为HTPB推进剂的工程化处废技术提供理论支持。     

纤维含量和取向对碳纤维/丁腈橡胶复合材料拉伸和摩擦性能的影响

利用双辊开炼机的压延效应,提高了短切碳纤维/丁腈橡胶中碳纤维的取向度,并对不同碳纤维取向和含量的复合材料的拉伸强度、邵尔硬度、阿克隆磨耗及摩擦系数等性能进行考察。结果表明,随着短切碳纤维的增加,不同碳纤维取向的橡胶复合材料的拉伸强度和拉断伸长率下降,硬度提高,而且平行取向的碳纤维橡胶复合材料拉伸性能较好;随着碳纤维含量的增加,平行取向的碳纤维橡胶复合材料的阿克隆磨耗增加,摩擦系数减小;而随机取向、垂直取向的碳纤维橡胶复合材料阿克隆磨耗先下降后增加,摩擦系数先增加后减小。     

短切碳纤维含量对Csf/SiC复合材料摩擦磨损性能的影响

采用热压烧结法制备短切碳纤维增强碳化硅(short carbon fiber reinforced SiC composite,Csf/SIC)复合材料.采用销一盘式摩擦磨损试验测试不同短切碳纤维(Csf)含量的复合材料的干摩擦磨损性能,借助扫描电镜观察其磨痕形貌,分析不同Csf体积分数对复合材料摩擦磨损性能的影响.研究表明:由于碳纤维在复合材料中具有增强基体和固体润滑的作用,以及其自身良好的热传导性和低摩擦系数,因此,Csf/SiC复合材料的摩擦系数随Csf体积分数增大而不断降低;当Csf含量在42 vol.%以内时,复合材料的磨损率比无纤维SiC材料有大幅度减少,并且随着Csf体积分数增大而降低;但当Csf含量达到53 vol.%时,由于Csf含量高,导致纤维和基体之间的结合强度有所降低,造成复合材料的磨损率急剧增大.在本文研究范围内,含30 vol.% Csf复合材料具有最佳的摩擦磨损性能.